« Attraper » des cellules individuelles d'une même population dans des micropores afin d'analyser leurs métabolites dans des nanopores situés en aval, tel est le projet d'une équipe de l'Irig.

Depuis une vingtaine d'années, l'utilisation de pores dotés de fonctions chimiques – des nanopores protéiques à l'origine – a permis d'améliorer la sensibilité des biocapteurs. Les pores protéiques s'étant révélés instables, ils ont progressivement été remplacés par des pores « artificiels », plus robustes, qu'il faut cependant fonctionnaliser.

En combinant procédés de microfluidique et gravure sur silicium, les chercheurs ont fabriqué un pore planaire unique, au niveau d'une constriction en silicium. À la surface de ce micropore, ils ont réussi à greffer chimiquement des biomolécules permettant l'« accrochage » d'une cellule cible (bactérie, virus ou  cellule cancéreuse) et sa détection.

Pour cela, ils ont adapté à très petite échelle une technique électrochimique : l'électrochimie bipolaire (BPE). En décapant la couche de silice à la surface du silicium qui le rend isolant, ils sont parvenus à abaisser de deux ordres de grandeur le potentiel électrique à appliquer et ainsi, à piloter les réactions chimiques nécessaires au ciblage et à la détection des cellules par électrochimiluminescence (ECL).

À terme, plusieurs micropores seront disposés en parallèle de manière à attraper plusieurs cellules individuelles. La suite consistera à transposer le principe de ces micropores à une échelle encore plus petite, celle de nanopores permettant d'analyser en aval les biomolécules excrétées par les cellules : acide nucléique simple et double brin, peptide ou protéine.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec l'Institut des sciences moléculaires de Bordeaux, l'Institut pour l'avancée des biosciences (Grenoble), le CEA-Leti et le Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes de Toulouse.